Реклама на портале

Что это такое кортизол: все о гормоне стресса. Кортизол: гормон стресса

Оглавление темы "Гормоны надпочечника. Гормоны щитовидной железы.":
1. Гормоны надпочечника. Регуляторные функции гормонов надпочечников. Кровоснабжение надпочечников.
2. Гормоны коры надпочечников и их эффекты в организме. Минералкортикоиды: Альдостерон. Ренин - ангиотензин - альдостероновая система.
3. Глюкокортикоиды: кортизол и кортикостерон. Транскортин. Липокортин. Регуляция секреции и физиологические эффекты глюкокортикоидов.
4. Cиндром Иценко - Кушинга. Симптомы синдрома Иценко - Кушинга. Причины синдрома Иценко - Кушинга.
5. Андрогены. Регуляция секреции и физиологические эффекты половых стероидов коры надпочечников. Вирилизация.
6. Адреналин. Норадреналин. APUD-система. Катехоламины. Контринсулярный гормон. Адреномедуллин. Гормоны мозгового вещества надпочечников и их эффекты в организме.
7. Регуляторные функции гормонов щитовидной железы. Кровоснабжение щитовидной железы.
8. Тиреоглобулин. Трийодтиронин (Т3). Тетрайодтиронин (тироксин, Т4). Тиреотропин. Регуляция секреции и физиологические эффекты йодсодержащих тиреоидных гормонов.
9. Избыточная продукция тиреоидных гормонов. Гипертиреоза. Кретинизм. Гипотиреоз. Микседема. Тиреоидная недостаточность.
10. Кальцитонин. Катакальцин. Гипокальциемический гормон. Регуляция секреции и физиологические эффекты кальцитонина.

Глюкокортикоиды: кортизол и кортикостерон. Транскортин. Липокортин. Регуляция секреции и физиологические эффекты глюкокортикоидов.

Клетки пучковой зоны секретируют в кровь у здорового человека два основных глюкокортикоида : кортизол и кортикостерон , причем кортизола примерно в 10 раз больше. Секреция глюкокортикоидов регулируется кортикотропином аденогипофиза. Избыток кортизола в крови по механизму обратной связи угнетает секрецию кортиколиберина в гипоталамусе и кортикотропина в гипофизе. Секреция глюкокортикоидов происходит непрерывно с отчетливой суточной ритмикой, повторяющей ритмику секреции кортикотропина : максимальные уровни гормона в крови у человека отмечаются в утренние часы, а минимальные - вечером и ночью (рис. 6.13). Поступающие в кровь гормоны транспортируются к тканям в свободной и связанной (до 95 %) с альфа2-глобулином плазмы (транскортин ) формах. Механизм действия глюкокортикоидов на клетки-мишени представлен на рис. 6.14.

Благодаря растворимости в липидах кортизол проникает через мембрану клетки-мишени и взаимодействует с цитоплазматическим рецептором, образуя лиганд-рецепторный комплекс, что обеспечивает транспорт молекулы гормона в ядро, где кортизол связывается с ядерным рецептором, активируя синтез новых белков и ферментов, тем самым обеспечивая метаболические эффекты. Молекула кортизола может образовывать лиганд-рецепторный комплекс и с мембранными рецепторами. Хотя роль этого процесса в реализации эффектов гормона еще изучается, тем не менее известны быстрые негеномные эффекты гормона на возбудимость нервных клеток, связанные с изменением ионного трансмембранного транспорта, обусловливающие изменение поведения.

Рис. 6.13. Суточный ритм секреции кортикотропина и кортизола. Максимум концентрации гормонов в крови приходится на утренние часы, при этом прирост уровня кортикотропина опережает рост содержания кортизола.

Среди синтезированных под влиянием кортизола белков в клетке-мишени важнейшую роль для реализации опосредованных эффектов гормона играет семейство липокортинов . Последние, выходя из клетки, связываются со специфическими липокортиновыми рецепторами клеточной мембраны (аутокринный путь влияния), что вызывает подавление активности фосфолипазы-А. Липокортины способны ингибировать фосфолипазу-А и непосредственно, следствием чего является подавление синтеза в клетках простагландинов и лейкотриенов, ослабление их метаболических и регуляторных эффектов. Уменьшение проницаемости клеточных мембран и противовоспалительный эффект кортизола обусловлены ингибированием синтеза лейкотриенов.

Глюкокортикоиды прямо или опосредованно регулируют практически все виды обмена веществ и физиологические функции. Метаболические эффекты глюкокортикоидов проявляются, прежде всего, со стороны углеводного, белкового и жирового обменов. Обобщенно эти сдвиги можно свести к распаду белков и липидов в тканях, после чего метаболиты поступают в печень, где из них синтезируется глюкоза, использующаяся как источник энергии. Эффекты на углеводный обмен в целом противоположны инсулину, поэтому глюкокортикоиды называют контринсулярными гормонами . Гипергликемия под влиянием гормонов возникает за счет усиленного образования глюкозы в печени из аминокислот - глюконеогенеза и подавления утилизации ее тканями. Гипергликемия является причиной активации секреции инсулина. Чувствительность тканей к инсулину глюкокортикоиды снижают, а контр инсулярные метаболические эффекты могут вести к развитию стероидного сахарного диабета.


Рис. 6.14. Схема механизма действия кортизола на клетку-мишень. Проникая внутрь клетки через мембрану, молекула гормона последовательно взаимодействет с цитозольным, а затем с ядерным рецептором. Следствие геномного влияния - активация синтеза новых белков, в том числе являющихся внутриклеточными ферментами, что вызывает изменения обмена веществ. К числу синтезируемых под влиянием кортизола белков относятся липокортины. Последние либо выводятся из клетки и взаимодействуют со специфическими для них мембранными рецепторами, либо действуют внутриклеточно. Основной эффект липокортинов - ингибирование мембранного фермента фосфолипазы-А и образования из арахидоновой кислоты простагландинов и лейкотриенов.

На белковый обмен гормоны оказывают катаболический и антианаболический эффекты , приводя к отрицательному азотистому балансу. Распад белка происходит в мышечной, соединительной и костной тканях, снижается уровень альбумина в крови, уменьшается проницаемость клеточных мембран для аминокислот. Однако синтез некоторых белков в печени, например альфа2-глобулинов, глю-кокортикоиды повышают. Со стороны жирового обмена имеют место липо-литический эффект в тканях, гиперлипидемия и гиперхолестеринемия, активация кетогенеза в печени, угнетение липогенеза в печени, стимуляция липогенеза и перераспределения жира в жировой ткани центральной оси туловища и лица, стимуляция аппетита и потребления жира

Влияние глюкокортикоидов на реактивность тканей проявляется не только в виде подавления чувствительности к инсулину, но и в повышении чувствительности адренорецепторов к катехоламинам . Глюкокортикоиды вызывают снижение в крови количества лимфоцитов, эозинофилов и базофилов, повышение чувствительности сенсорных структур и возбудимости нервной системы, обеспечение оптимальной симпатической регуляции сердечно-сосудистой системы. Почечные эффекты глюкокортикоидов состоят в стимуляции диуреза путем снижения реабсорбции воды и повышении клубочковой фильтрации; подобно минералокортикоидам, они могут вызывать задержку натрия при потере калия. Глюкокортикоиды повышают синтез ангиотензиногена в печени и тем самым способствуют большему образованию в крови ангиотензина II и секреции альдостерона , увеличивают синтез катехоламинов в мозговом веществе надпочечников . Гормоны повышают устойчивость организма к действию чрезмерных раздражителей, подавляют сосудистую проницаемость и воспаление (поэтому их называют адаптивными и противовоспалительными), из-за катаболизма белка в лимфоидной ткани и угнетения иммунных реакций они оказывают антиаллергические эффекты. Физиологическое влияние кортизола на им-мунокомпетентные клетки носит защитный, регуляторный характер (рис. 6.15).


Рис. 6.15. Физиологическое значение влияния кортизола на иммунокомпетентные клетки (на примере макрофага) . Кортизол тормозит выделение макрофагом фактора некроза опухолей (ФНО) и других токсичных для клеток организма макрофагальных цитокинов. Под влиянием иммунологического стимула макрофаг выделяет кортикотропин, что усиливает продукцию кортизола надпочечниками и ослабляет выделение макрофагом цитотоксические соединений. Кроме того выделяемые макрофагом интерлейкины, в частности интерлейкин-1, стимулируют гипоталамо-аденогипофизарно-надпочечниковую ось регуляции, что также повышает продукцию кортизола, снижающего цитотоксические эффекты макрофага.

Избыток гормонов в крови вызывает активацию желудочной секреции, выделения НСl, уменьшение числа мукоцитов и продукции слизи, что способствует возникновению язвы желудка - ульцерогенный эффект .

Как указывалось ранее, все виды физического и умственного стресса через несколько минут от начала могут приводить к чрезвычайному увеличению секреции АКГ и, соответственно, кор-тизола, иногда в 20 раз.

Болевые стимулы, вызванные физическим стрессом , передают сигналы через ствол мозга наверх, главным образом в срединное возвышение гипоталамуса. Образующийся кортикотропин-рилизинг гормон направляется в гипоталамо-гипофизарную портальную систему, и в течение нескольких минут в крови появляется большое количество кортизола.

Умственный стресс также быстро приводит к увеличению продукции АКТГ. Предполагают, что это является результатом возросшей активности лимбической системы, особенно в области амигдалы и гиппокампа. Обе структуры затем передают сигналы зад немедиальному гипоталамусу.

Тормозные влияния кортизола на гипоталамус и аденогипофиз, ведущие к снижению продукции АКТГ. Кортизол непосредственно путем отрицательной обратной связи действует на: (1) гипоталамус, снижая образование КРГ; (2) переднюю долю гипофиза, снижая образование АКТГ. Обе обратные связи опосредованы концентрацией кортизола в плазме, поэтому если концентрация кортизола становится слишком большой, обратная связь автоматически снижает продукцию АКТГ для обеспечения нормального уровня кортизола в плазме крови.

Синтез кортизола

На рисунке показана система, управляющая продукцией кортизола . Пусковым моментом является возбуждение гипоталамуса различными видами стресса. Стрессорные стимулы активируют систему, что в итоге приводит к быстрому выделению кортизола. Кортизол, в свою очередь, инициирует серию метаболических эффектов, направленных на уменьшение повреждающего действия стрессорной ситуации.

Существует непосредственная обратная связь между кортизолом и гипоталамусом, равно как между кортизолом и аденогипофизом, снижающая концентрацию кортизола в плазме в периоды, когда организм не подвергается действию стресса.

Решающая роль в регуляции уровня выделения кортизола принадлежит стрессорным стимулам; они всегда могут прервать тормозные влияния самого кортизола, в то же время могут вызвать многократное увеличение его продукции на протяжении суток либо пролонгировать секрецию в случае хронического стресса.

Циркадные ритмы глюкокортикоидной секреции . Скорость секреции КРГ, АКТГ и кортизола высока ранним утром, но снижается поздно вечером; уровень кортизола в крови колеблется от высокого (около 20 мкг/дл) во время, предшествующее утреннему вставанию, до низкого (около 5 мкг/дл) - ближе к полуночи. Это является результатом 24-часовых циклических изменений активности гипоталамуса, приводящих к изменению продукции кортизола. Если человек меняет ритм сна и бодрствования, цикл меняется соответственно, поэтому измерение уровня кортизола в крови показательно, когда осуществляемая манипуляция совпадает с периодом его циклической представленности в крови.

Систематическое (МСТПХ) название:

(11β)-11,17,21-тригидроксипрегн-4-ен-3,20-дион

Клинические данные:

    Австралия: A

    США: C (риск не исключен)

Юридический статус:

    Австралия: Отпускается только в аптеках

    Великобритания: Отпуск только по рецепту (POM)

    США: отпускается без рецепта для местного применения; только по рецепту для пероральных таблеток, ректального использования и внутривенной терапии

Способы приема:

    Пероральный прием в виде таблеток, внутривенный, местный, ректальный

Химические данные:

    Формула:C21H30O5

    Молекулярная масса:362,460 г/моль

Кортизол представляет собой стероидный гормон, принадлежащий к классу глюкокортикоидных гормонов, вырабатывается у людей пучковой зоной коры в надпочечниках. Он высвобождается в ответ на стресс и низкий уровень глюкозы в крови. Его функции заключаются в повышении уровня глюкозы в крови посредством глюконеогенеза, подавлении иммунной системы и способствовании обмену жиров, белков и углеводов. Также снижает образование костной ткани. Гидрокортизон (МНН, непатентованное название в США, Британское общепринятое название) – это название кортизола при использовании в качестве лекарственного препарата. Гидрокортизон используется для лечения людей, которые страдают нехваткой кортизола естественного происхождения. Он включен в Перечень препаратов первой необходимости ВОЗ, требуемых для основных систем здравоохранения.

Основные функции в организме

Метаболическая реакция

При начальном состоянии голодания кортизол стимулирует глюконеогенез (образование глюкозы) и активирует антистрессовые и противовоспалительные пути. Кортизол также играет важную, но косвенную, роль в печеночном и мышечном гликогенолизе, расщеплении гликогена на глюкозу-1-фосфат и глюкозу. Это осуществляется посредством его пассивного влияния на глюкагон. Кроме того, кортизол способствует активации гликоген фосфорилазы, которая необходима для оказания эпинефрином действия на гликогенолиз. При позднем состоянии голодания функция кортизола незначительно меняется, повышается гликогенез. Данная реакция дает возможность печени поглощать глюкозу, которая не используется периферийной тканью и возвращается в гликогеновые запасы печени с целью использования, если организм перейдет в состояние голодания. Повышенный уровень кортизола, если держится продолжительное время, может привести к протеолизу (расщеплению белков) и мышечной атрофии. Несколько исследований показало, что кортизол может обладать липолитическим действием (способствовать расщеплению жиров). В некоторых условиях, тем не менее, кортизол может в некоторой степени подавлять липолиз.

Иммунная реакция

Кортизол предотвращает высвобождение веществ в организме, которые вызывают воспаление. Он используется в лечении состояний, возникающих в результате избыточной активности B-клеток, обусловливающих гуморальную реакцию. Примеры включают воспаление и ревматоидные заболевания, а также аллергические реакции. Гидрокортизон с низкой потенцией, доступный в некоторых странах в качестве отпускаемого без рецепта препарата, используется для лечения проблем с кожей, таких как сыпи и экзема. Он ингибирует выработку интерлейкина (ИЛ)-12, интерферона (IFN)-гамма, IFN-альфа и фактора некроза опухолей-альфа с помощью антигенпредставляющих клеток (АПК) и T клеток-помощников (Th)1, но повышает выработку ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13 клетками Th2. Данные результаты скорее смещаются в сторону иммунной реакции Th2, чем общей иммуносупрессии. Активация стрессового состояния (и как результат повышение уровня кортизола и сдвиг в сторону Th2), наблюдаемая во время инфекции, предположительно представляет собой защитный механизм, который предотвращает избыточную активацию воспалительной реакции. Кортизол может ослаблять активность иммунной системы. Кортизол предотвращает пролиферацию T-клеток посредством активации вырабатывающих интерлейкин-2 T-клеток, не реагирующих на интерлейкин-1 (ИЛ-1) и неспособных вырабатывать фактор роста T-клеток (ИЛ-2). Кортизол также обладает действием негативной обратной связи на интерлейкин-1. Хотя ИЛ-1 полезен в борьбе с некоторыми заболеваниями, тем не менее, эндотоксические бактерии получают преимущество посредством принуждения гипоталамуса повышать уровень кортизола (принудительный вызов секреции кортикотропин-релизинг гормона и, таким образом, противодействие ИЛ-1). Супрессорные клетки не поддаются действию глюкостероидного модифицирующего реакцию фактора (GRMF), таким образом, эффективное пороговое значение для иммунных клеток может быть даже выше, чем пороговое значение для физиологических процессов (отражающих перегруппировку лейкоцитов в лимфатических узлах, костном мозге и коже). Неотложный прием кортикостерона (эндогенного агониста рецепторов типа I и типа II) или RU28362 (агонист рецептора специфического типа II) адреналэктомированными животными вызывает изменение распределения лейкоцитов. Естественные клетки-киллеры подвергаются действию кортизола. Кортизол стимулирует многие медьсодержащие ферменты (часто до 50% от их общего потенциала), возможно, повышая доступность меди для иммунных целей. Они включают лизилоксидазу, фермент, который поперечно связан с коллагеном, и эластин. Особенно важным для иммунной реакции является стимулирование кортизолом супероксиддисмутазы, поскольку данный медьсодержащий фермент определенно используется организмом с целью обеспечения возможности супероксидов заражать бактерии.

Другие воздействия

Обмен веществ

Глюкоза

Кортизол противодействует инсулину, способствуя вызывающему гипергликемию печеночному глюконеогенезу, и ингибирует периферийное использование глюкозы (инсулиновая резистентность) посредством снижения перемещения переносчиков глюкозы (в особенности, GLUT4) к клеточной мембране. Тем не менее, кортизол повышает синтез гликогена (гликогенез) в печени. Премиссивное действие кортизола на функцию инсулина в печеночном гликогенезе наблюдалось в культуре гепатоцитов в лаборатории, хотя механизм данного действия не известен.

Кости и коллаген

Кортизол снижает образование костей, способствуя долговременному развитию остеопороза (прогрессирующее заболевание костей). Он перемещает калий из клеток в обмен на равное количество ионов натрия (смотри выше). Это может инициировать гиперкалиемию метаболического шока в результате хирургической операции. Кортизол также снижает абсорбцию кальция в кишечнике. Коллаген представляет собой важную составляющую соединительной ткани. Он жизненно необходим для опорно-двигательного аппарата и обнаруживается в мышцах, сухожилиях и суставах, а также по всему организму. Кортизол снижает синтез коллагена.

Аминокислоты

Кортизол повышает уровень свободных аминокислот в сыворотке. Он осуществляет это посредством ингибирования образования коллагена, снижая поглощение аминокислот мышцами и ингибируя синтез белков. Кортизол (как и оптикортинол) может обратимо ингибировать клетки-предшественницы иммуноглобулина A в кишечнике телят. Кортизол также ингибирует иммуноглобулин A в сыворотке, как это делает иммуноглобулин M; тем не менее, он не ингибирует иммуноглобулин E.

Заживление ран

Кортизол и стрессовая реакция обладают отрицательным действием на иммунную систему. Высокий уровень воспринимаемого стресса и повышенный уровень кортизола увеличивает время заживления ран у здоровых взрослых мужчин. У тех, кто имеет пониженный уровнем кортизола, следующий день после 4 мм пункционной биопсии демонстрирует наиболее быструю скорость заживления. У студентов стоматологии раны от пункционной биопсии заживали в среднем на 40% дольше при выполнении биопсии тремя днями ранее по сравнению с биопсией, выполненной в отношении тех же самых студентов во время летних каникул.

Электролиты и водный баланс

Кортизол действует как диуретик, повышая водный диурез, уровень гломерулярной фильтрации и ренальный поток плазмы из почек, а также повышая поглощение воды и выведение калия в кишечнике.

Натрий

Кортизол ингибирует выделение натрия из тонкого кишечника млекопитающих. Распад натрия, тем не менее, не оказывает влияние на уровень кортизола, таким образом, кортизол не может использоваться с целью регулирования уровня натрия в сыворотке. Изначальная цель кортизола может заключаться в переносе натрия. Данная гипотеза поддерживается фактом, что пресноводные рыбы используют кортизол в целях стимулирования поступления натрия внутрь, в то время как обитающие в соленой воде рыбы обладают основанной на кортизоле системой для выведения избыточного натрия.

Калий

Натриевая нагрузка усиливает интенсивное выведение калия кортизолом. Кортикостерон в данном случае сопоставим с кортизолом. Чтобы вывести калий из клетки, кортизол перемещает в клетку равное количество натрия. Это должно сделать регуляцию pH более легкой (в отличие от обычной ситуации дефицита калия, в которой два иона натрия вводится в клетку на каждые три иона калия, которые выводятся,-действие близко к деоксикортикостерону).

Желудочная и почечная секреция

Кортизол стимулирует секрецию желудочного сока. Исключительно прямое действие кортизола на выведение ионов водорода из почек заключается в стимулировании выведения ионов аммония посредствам деактивации почечного фермента глутаминазы.

Память

Кортизол действует посредством эпинефрина (адреналина) с целью создания памяти о краткосрочных эмоциональных событиях; это представляет собой предполагаемый механизм хранения ярких воспоминаний и может выступать в качестве механизма для запоминания того, чего следует избегать в будущем. Тем не менее, долговременное воздействие кортизола повреждает клетки гиппокампа; данное повреждение приводит к нарушению способности к научению. Более того, было выявлено, что кортизол ингибирует извлечение из памяти уже хранящейся информации.

Сон, стресс и депрессия

У людей были обнаружены суточные циклы уровня кортизола. Что касается людей, количество кортизола, представленное в крови, подвержено суточному колебанию; максимальный уровень наблюдается ранним утром (приблизительно в 8 часов утра) и достигает минимального уровня примерно с полуночи до 4 часов утра либо спустя от трех до пяти часов после начала сна. Информация относительно цикла дня и ночи передается от сетчатки к парным супрахиазматическим ядрам в гипоталамусе. Данный паттерн не наблюдается при рождении; расчетные данные, когда он появляется, варьируются от возраста двух недель до девяти месяцев. Измененные паттерны уровня кортизола в сыворотке наблюдаются в связи с отклоняющимся от нормы уровнем адренокортикотропина, клинической депрессией, психологическим стрессом и физиологическими стрессовыми факторами, такими как гипогликемия, болезнь, жар, травма, хирургическая операция, страх, боль, физическое напряжение или экстремальные температуры. Уровень кортизола также может отличаться у субъектов с аутизмом или синдромом Аспергера. Также существуют значительные индивидуальные различия, хотя обычно люди демонстрируют устойчивые ритмы.

Действие во время беременности

Во время беременности у людей повышенная выработка кортизола у плода с 30 по 32 неделю запускает выработку у плода легочного сурфактанта для содействия созреванию легких. У плода овцы глюкокортикоиды (преимущественно кортизол) повышаются приблизительно после 130 дня, при этом легочный сурфактант значительно повышается в ответ примерно после 135 дня, и, хотя кортизол эмбрионов овцы большей частью материнского происхождения в течение первых 122 дней, 88 процентов или более становится эмбрионального происхождения после 136 дня беременности. Хотя временной период роста концентрации кортизола эмбриона у овец может в некоторой степени варьироваться, он составляет в среднем 11,8 дней до начала родового акта. У нескольких видов домашнего скота (например, корова, овца, коза и свинья) всплеск уровня кортизола у эмбриона в конце беременности запускает родовой акт посредством устранения прогестерона, блокирующего растяжение шейки матки и миометральные сокращения. Механизмы, обеспечивающие данное действие на прогестерон, различаются среди видов. У овец, когда прогестерон, достаточный для поддержания беременности, вырабатывается плацентой приблизительно после 70 дня беременности, всплеск предродового кортизола эмбриона запускает плацентарное ферментативное превращение прогестерона в эстроген. (Повышенный уровень эстрогена стимулирует секрецию простагландина и развитие рецептора окситоцина). Воздействие кортизола на эмбрион во время беременности может давать множество связанных с развитием результатов, включая изменение предродовых и послеродовых картин роста. У игрунок, вида американских приматов, беременные самки имеют колеблющийся уровень кортизола во время беременности, как у плода, так и у самой самки. Мусто и др. (2012 г.) показали, что младенцы, рожденные от матерей с высоким уровнем кортизола во время первого триместра беременности, имеют более низкую скорость роста индекса массы тела (BMI), чем рожденные от матерей с низким уровнем кортизола во время беременности (приблизительно на 20% ниже). Тем не менее, послеродовая скорость роста у младенцев матерей с высоким уровнем кортизола более высокая, чем у рожденных от матерей с низким уровнем кортизола в поздние послеродовые периоды времени, а завершение наверстывания роста происходит с возраста 540 дней. Эти результаты свидетельствуют, что воздействие кортизола на плод во время беременности обладает важным потенциалом программирующего действия на до- и послеродовой рост детеныша приматов.

Синтез и высвобождение

Кортизол вырабатывается в организме человека пучковой зоной надпочечника, вторым из трех слоев, составляющих кору надпочечника. Верхний слой образует внешнюю «кору» каждого надпочечника, располагаясь поверх почек. Высвобождение кортизола контролируется гипоталамусом, регионом головного мозга. Секреция кортикотропин-релизинг гормона (CRH) гипоталамусом заставляет клетки в близлежащей передней доле гипофиза выделять другой гормон, адренокортикотропный гормон (АКТГ), в сосудистую систему, посредством которой кровь переносит его в кору надпочечника. АКТГ стимулирует синтез кортизола, глюкокортикоидов, минералокортикоидов и дегидроэпиандротестостерона (ДГЭА).

Нормальный уровень

Нормальные значения в отношении человека приведены в следующих таблицах (нормы варьируются среди видов). Измеряемый уровень кортизола и, вследствие этого, диапазоны нормальных значений, зависят от применяемого аналитического метода и факторов, таких как пол и возраст. По этой причине результаты анализов всегда должны интерпретироваться с использованием диапазона нормальных значений лаборатории, в которой получены результаты. При использовании молекулярного веса в 362,460 г/моль, коэффициент перевода из мкг/дл в нмоль/л приблизительно составит 27,6; таким образом, 10 мкг/дл приблизительно будут равны 276 нмоль/л.

Нарушения выработки кортизола

    Повышенный уровень кортизола: избыточный уровень кортизола в крови.

    Пониженный уровень кортизола: недостаточный уровень кортизола в крови.

Нарушения выработки кортизола, а также некоторые вытекающие состояния, включают:

    Первичный повышенный уровень кортизола (синдром Кушинга)

    Первичный пониженный уровень кортизола (болезнь Аддисона, синдром Нельсона)

    Вторичный повышенный уровень кортизола (гипофизарная или эктопированная опухоль, болезнь Кушинга, ложный синдром Кушинга)

    Вторичный пониженный уровень кортизола (гипофизарная опухоль, синдром Шихана)

Регулирование

Первичное регулирование кортизола осуществляется гипофизарным пептидом, адренокортикотропным гормоном (АКТГ). АКТГ, предположительно, контролирует кортизол посредством управления движением кальция в секрецирующих кортизол мишеневидных клетках. АКТГ, в свою очередь, контролируется гипоталамическим пептидом кортикотропин-релизинг гормоном (CRH), который находится под нервным контролем. Кортикотропин-релизинг гормон действует синергично с аргинин вазопрессином, ангиотензином II и эпинефрином. (у свиней, у которых не вырабатывается аргинин вазопрессин, синергично с кортикотропин-релизинг гормоном действует лизин вазопрессин. ) Когда активированные макрофаги начинают выделять интерлейкин-1 (ИЛ-1), который синергично с CRH повышает уровень АКТГ, T-клетки также выделяют модифицирующий глюкостероидную реакцию фактор (GRMF или GAF), а также ИЛ-1; оба повышают количество кортизола, необходимо для ингибирования практически всех иммунных клеток. Иммунные клетки затем приобретают свою собственную регуляцию, но более высокое пороговое значение кортизола. Повышение уровня кортизола у диарейных телят минимально по сравнению со здоровыми телятами и со временем падает. Клетки не утрачивают полностью свое преимущество «борьбы или бегства», потому что интерлейкин-1 синергичен с CRH. Кортизол даже обладает эффектом негативной обратной связи на интерлейкин-1, что особенно полезно для лечения заболеваний, который вынуждают гипоталамус выделять слишком много CRH, такие как вызываемые эндотоксическими бактериями заболевания. Супрессорные иммунные клетки не поддаются действию GRMF, таким образом, эффективное предельное значение для иммунных клеток может быть даже выше, чем предельное значение для физиологических процессов. GRMF (в данном отношении известный как GAF) влияет преимущественно на печень (а не на почки) в целях некоторых физиологических процессов. Посредник с высоким содержанием калия (который стимулирует секрецию альдостерона в лабораторных условиях) также стимулирует секрецию кортизола из пучковой зоны собачьих надпочечников - в отличие от кортикостерона, в отношении которого калий не обладает действием. Калиевая нагрузка также повышает уровень АКТГ и кортизола у людей. Это предположительно является причиной того, почему дефицит калия вызывает снижение уровня кортизола (как упоминалось) и снижает преобразование 11-деоксикортизола в кортизол. Это также может играть роль в боли ревматоидного артрита; уровень калия в клетках всегда низок при ревматоидном артрите.

Факторы, снижающие уровень кортизола

Факторы, повышающие уровень кортизола

Фармакология

Гидрокортизон представляет собой фармацевтическое понятие для обозначения кортизола, применяемого для перорального приема, внутривенных инъекций или местного нанесения. Он используется в качестве иммуносупрессорного препарата, применяемого посредством инъекций для лечения тяжелых аллергических реакций, таких как анафилактический шок и отек Квинке, вместо преднизолона у пациентов, нуждающихся в стероидном лечении, но неспособных принимать пероральные лекарственные препараты, и периоперативно у пациентов, находящихся на долговременном стероидном лечении, с целью предотвращения аддисонического криза. Он может применяться местно при аллергических сыпях, дерматите, псориазе и других определенных воспалительных заболеваниях кожи. Он также может вводиться в суставы, воспаленные в результате таких заболеваний как подагра. Флутиказона пропионат представляет собой кортикостероид, применяемый в назальных спреях и ингаляторах при астме. По сравнению с гидрокортизоном, преднизолон практически в четыре раза сильнее, а дексаметазон сильнее примерно в сорок раз в отношении противовоспалительного действия. Крема и мази гидрокортизона для местного применения доступны во многих странах без рецепта в концентрации в диапазоне от 0,05% до 2,5% (в зависимости от местных норм), при этом формы с более высокой концентрацией отпускаются только по рецепту. Закрытие кожи после нанесения повышает абсорбцию и усиливает действие. Иногда такой метод предписывается врачом, но в иных случаях этого следует избегать для предотвращения передозировки и системного эффекта.

Связывание с белком

Большая часть сывороточного кортизола (практически 4%) связывается с белками, включая кортикостероид-связывающий глобулин (CBG) и сывороточный альбумин. Свободный кортизол с легкостью проходит через клеточные мембраны, где он внутриклеточно связывается с рецепторами кортизола.

Биохимия

Биосинтез

Кортизол синтезируется из холестерина. Синтез происходит в пучковой зоне коры надпочечника. (Название кортизол получено от слова кортекс, кора). В то время как кора надпочечника также вырабатывает альдостерон (в клубочковой зоне) и некоторые половые гормоны (в сетчатой зоне), кортизол представляет собой ее основной секрет у людей и нескольких других видов. (Тем не менее, у домашнего скота, уровень кортикостерона близок или превышает уровень кортизола). Медуллярное вещество надпочечника находится под корой, в основном выделяя катехоламины адреналин (эпинефрин) и норадреналин (норэпинефрин) в условиях симпатической стимуляции. Синтез кортизола в надпочечниках стимулируется передней долей гипофиза за счет адренокортикотропного гормона (АКТГ); выработка АКТГ, в свою очередь, стимулируется кортикотропин-релизинг гормоном (CRH), который высвобождается гипоталамусом. АКТГ повышает концентрацию холестерина во внутренней митохондриальной мембране посредством регуляции белка STAR (стероидогенного острого регуляторного белка). Он также стимулирует основной ограниченный по скорости этап синтеза кортизола, в котором холестерин преобразуется в прегненолон и катализируется цитохромом P450SCC (расщепляющий боковую цепь фермент).

Метаболизм

Кортизол метаболизируется системой 11-бета гидроксистероидной дегидрогеназы (11-бета HSD), которая состоит из двух ферментов: 11-бета HSD1 и 11-бета HSD2.

    11-бета HSD1 использует кофактор НАДФН для преобразования биологически инертного кортизона в биологически активный кортизол

    11-бета HSD2 использует кофактор НАД+ для преобразования кортизола в кортизон

В целом, суммарный эффект заключается в том, что 11-бета HSD1 способствует повышению локальных концентраций биологически активного кортизола в данной ткани; 11-бета HSD2 способствует снижению локальных концентраций биологически активного кортизола. Кортизол также метаболизируется в 5-альфа тетрагидрокортизол (5-альфа THF) и 5-бета тетрагидрокортизол (5-бета THF), в данных реакциях 5-альфа редуктаза и 5-бета редуктаза представляют собой ограничивающие скорость факторы соответственно. 5-бета редуктаза также представляет собой ограничивающий скорость фактор в преобразовании кортизона в тетрагидрокортизон (THE). Изменение 11-бета HSD1 играет роль в патогенезе ожирения, гипертензии и инсулиновой резистентности, известных как метаболический синдром. Изменение 11-бета HSD2 имеет отношение к гипертонической болезни и приводит к синдрому выраженного избытка минералокортикоидов (SAME).


  1. Хронического недосыпа; (или ).
  2. Нехватки ресурсов для восстановления.
  3. Недостатка питательных веществ.
  4. Нервного перенапряжения.

Также доказано негативное влияние стрессового гормона кортизола на иммунную систему. При повышенном уровне кортизола в крови снижается уровень лимфоцитов, что снижает толерантность организма к вирусным инфекциям. Помимо этого, высокий уровень кортизола приводит к нарушению минерального баланса.

Однако не все функции этого гормона сводятся к разрушению аминокислот в организме. Если ваш уровень кортизола в норме, вам не стоит бояться за сохранность мышечной ткани и достигнутых спортивных результатов.

Как мы выяснили, кортизол увеличивает уровень глюкозы в крови, за счет чего в условиях нехватки в мышцах вам будет легче выполнять длительную и монотонную физическую нагрузку аэробного характера (например, при беге на длинную дистанцию). Также он нормализует уровень натрия и калия в организме, отвечает за противовоспалительные реакции и поддерживает здоровье сердечно-сосудистой системы за счет сужения и расширения стенок сосудов.

Показатели кортизола

Узнать точный уровень стрессового гормона можно только путем сдачи анализов: процедура в любом медицинском центре. В зависимости от времени суток, в которое вы сдавали анализ, показатели могут различаться. Для мужчин нормальными показателями считаются следующие:

  1. В утренние часы: 138-635 нмoль/л;
  2. После полудня и в течение дня 83-441 нмoль/л.

У женщин эти показатели могут быть несколько иными:

  1. В утренние часы: 140-650 нмoль/л;
  2. После полудня и в течение дня: 75-330 нмoль/л.

Подобная разница объясняется тем, что к полудню внутренние часы организма работают по-другому: обменные процессы ускоряются, в мышцах полно энергии, и для нормального функционирования организму нет нужды «высасывать» аминокислоты из мышечных волокон.

Если анализ показал, что ваш уровень кортизола находится в пределах нормы, значит, эндокринная система работает надлежащим образом, и организм легко справляется с повседневным стрессом. Если показатели близки к верхней отметке или превышают ее, следует разобраться в причинах подобного повышения.

Причины и симптомы повышения уровня кортизола

Для спортсменов основной предпосылкой к увеличению уровня стрессового гормона выступает недостаток ресурсов для восстановления. Вы слишком часто и интенсивно тренируетесь, не давая своим мышцам времени на отдых и заживление микротравм. Да, на определенных этапах тренинга, например, при подготовке к соревнованиям по кроссфиту, тренировки должны быть буквально беспощадными. Но тренироваться в таком режиме 365 дней в году – верный путь к повышению кортизола, постоянному катаболизму и перетренированности. Также к высокому кортизолу приводит прием противовирусных медикаментов и гормональных препаратов.

Добавьте к этому повседневный стресс, проблемы на работе, недостаток сна и иные факторы, влияющие на центральную нервную систему. Это гарантированно приведет к росту уровня кортизола выше референтных значений.

Другие причинами повышенного кортизола: депрессивные расстройства, заболевания печени и почек, гипертиреоз, вирусные заболевания или недавние операции с использованием наркоза.

В ответ на повышение количества кортизола возможны следующие реакции:

  • снижение мышечной массы и силовых показателей;
  • рост жировой ткани вследствие замедления обмена веществ;
  • повышается риск развития сахарного диабета 2-го типа;
  • снижение сексуальной активности;
  • снижение уровня тестостерона и увеличение уровня эстрогена;
  • повышение риска сердечного приступа за счет учащения частоты сердечных сокращений;
  • апатия, раздражительность и бессонница;
  • ухудшение состояния кожи;
  • ухудшение работы желудочно-кишечного тракта.

Женщины более склонны к повышению уровня кортизола. Обычно это происходит в те периоды, когда эндокринная система наиболее активна: в период беременности и во время менструального цикла. Это нормально, но если повышение кортизола имеет регулярный и продолжительный характер, то нужно вносить коррективы в свой образ жизни и рацион питания.

Причины и признаки пониженного уровня кортизола

Если анализы показывают минимальный порог нормы кортизола или еще более низкие показатели, причины следующие:

  • недавно перенесенные заболевания надпочечников;
  • заболевания гипофиза, развивающиеся вследствие травмы головного мозга;
  • инфекционные заболевания органов пищеварения.

Низкий уровень кортизола не менее опасен, чем высокий. Он может спровоцировать резкую потерю веса, отсутствие аппетита, развитие гипотонии и повысить риск туберкулезных инфекций.

Способы нормализации уровня кортизола

Чтобы сделать точный вывод о том, входит ли уровень кортизола в вашем организме в пределы нормы, нужен профессиональный мониторинг анализов. Чтобы составить более или менее четкую картину, исследования проводят несколько раз в разное время суток.

Если повторные анализы показывают, что уровень кортизола превышает норму или не достигает ее, уделите внимания таким аспектам своей жизни, как:

  1. Питание. Необходимо питаться часто, но небольшими порциями. Большинство диетологов рекомендуют иметь в день не меньше шести приемов пищи. Чувство голода – верный признак повышения уровня кортизола. Чтобы этого не допустить, всегда имейте под рукой легкий перекус. Это критически важный момент для периода набора мышечной массы. Также рекомендуется минимизировать потребление , напитков, содержащих кофеин, и алкоголя. Обязательно принимайте витаминно-минеральные комплексы на постоянной основе, чтобы организму было проще справляться со стрессом, который вы наносите ему тренировками.
  2. Сон. Это ключевой фактор для восстановления всех систем организма, в том числе, и гормональной. Ночной сон должен составлять не менее семи часов. Суточные биоритмы организма устроены так, что во время сна уровень кортизола будет повышаться – это абсолютно нормально. Также во время сна активно выделяется , который помогает вашим мышцам быстрее восстанавливаться и расти, а жировым тканям – быстрее окисляться. Но при нехватке ночного сна вы лишаете себя такого преимущества.
  3. Тренировочный процесс. Трезво оцените свои возможности и постройте тренировочную программу, которая позволит вам стабильно прогрессировать и в то же время полноценно восстанавливаться. Для большинства любителей оптимально будет тренироваться 3-4 раза в неделю. Помните, что ваши мышцы растут не во время нагрузки, а во время восстановления.
  4. Спортивное питание. Прием и аминокислот способен быстро подавить катаболические процессы в организме и увеличить синтез белка. Особенно актуален их прием сразу после пробуждения, во время и после тренировки – так вы будете быстрее восстанавливаться и продуктивнее тренироваться.
  5. Оградитесь от стресса. Любое напряжение вашей ЦНС положительно скажется на выработке кортизола. Старайтесь максимально оградить себя от проблем и переживаний в повседневной жизни. При необходимости принимайте анксиолитические препараты на натуральной основе, богатые антиоксидантами.

В совокупности эти способы постепенно должны нормализовать уровень кортизола. Помните, что гормоны – это своеобразные кирпичики, из которых строится ваше самочувствие и работоспособность. Поэтому если вы отмечаете у себя те или иные симптомы повышенного или пониженного кортизола, не поленитесь сдать анализ и на его основании подобрать подходящую для себя терапию.

Стероидогенез
Главными гормонами коры надпочечников являются кортизол, андрогены и альдостерон.
Пути синтеза надпочечниковых стероидов были выяснены благодаря анализу ферментов стероидогенеза. Большинство этих ферментов принадлежит к семейству оксидаз Р450. Фермент P450 scc (кодируемый геном CYP11А, расположенным на хромосоме 15) отщепляет боковую цепь холестерина. Фермент Р450с11 (кодируемый геном CYP11β1, расположенным на хромосоме 8) катализирует 1β-гидроксилирование 11-дезоксикортизола и 11-дезоксикортикостерона (ДОК) с образованием соответственно кортизола и кортикостерона в сетчатой и пучковой зонах. В клетках клубочковой зоны ген CYP11β2 (также локализованный на хромосоме 8) кодирует фермент Р450альдо (альдостеронсинтазу), который катализирует 11β-гидроксилирование, 18-гидроксилирование и 18-окисление 11-ОК, превращая его в кортикостерон и далее - в 18-гидрок-сикортикостерон и альдостерон. Все эти реакции протекают в митохондриях клеток. В эндоплазматическом ретикулуме фермент Р450с17 (кодируемый геном CYP17, расположенным на хромосоме 10) обладает 17α-гидроксилазной и 17,20-лиазной активностями. Здесь же фермент Р450с21 (кодируемый геном CYP21A2) гидроксилирует прогестерон и 17-гидроксипрогестерон по 21-му углеродному атому. Зβ-гидроксистероиддегидрогеназной и Δ 5,4 -изомеразной активностями обладает один и тот же микросомный фермент, не принадлежащий к семейству цитохрома Р450.

Зоны и стероидогенез
Из-за различия ферментов в клубочковой и двух внутренних зонах кора надпочечников функционирует как две железы, которые по-разному регулируются и секретируют разные гормоны. Так, в клубочковой зоне, продуцирующей альдостерон, отсутствует 17α-гидроксилаза, и поэтому невозможен синтез 17ос-гидроксипрегненолона и 17α-гидроксипрогестерона, являющихся предшественниками кортизола и надпочечниковых андрогенов. Синтез альдостерона клетками этой зоны регулируется ренин-ангиотензиновой системой и калием.
Пучковая и сетчатая зоны продуцируют кортизол, андрогены и небольшое количество эстрогенов. Эти зоны регулируются в основном АКТГ. В них не экспрессируется ген CYP11В2 (кодирующий Р450альдо), и поэтому превращение 11-ОК в альдостерон невозможно.

Поглощение и синтез холестерина
Синтез кортизола и андрогенов в пучковой и сетчатой зонах (как и синтез всех других стероидных гормонов) начинается с холестерина. Главным источником холестерина для надпочечников служат липопротеины плазмы, хотя холестерин синтезируется из ацетата и в самих надпочечниках. На долю холестерина, поступающего с ЛПНП, приходится 80% его запасов в надпочечниках. При стимуляции этих желез стероиды быстро синтезируются из небольшого количества свободного холестерина. Одновременно активируется гидролиз запасенных эфиров холестерина, усиливается захват липопротеинов из плазмы и ускоряется синтез холестерина из ацетата. Эти быстрые реакции опосредуются белком острой регуляции стероидогенеза (StAR) - митохондриальным фосфопротеином, который ускоряет перенос холестерина с наружной мембраны митохондрий во внутреннюю. Мутации гена StAR лежат в основе врожденной липоидной гиперплазии надпочечников, уже с рождения характеризующейся тяжелой недостаточностью кортизола и альдостерона.

Метаболизм холестерина
Реакцией, лимитирующей скорость стероидогенеза в надпочечниках, является превращение холестерина в прегненолон, и именно эта реакция является главным объектом влияния АКТГ. Она протекает в митохондриях и включает два гидроксилирования с последующим отщеплением боковой цепи холестерина. Все эти превращения катализируются одним ферментом - CYP11А. Каждый этап требует присутствия кислорода и пары электронов, донором которых служит НАДФН. Флавопротеин адренодоксинредуктаза переносит эти электроны на железосерный протеин адренодоксин и с него на CYP11А. Как адренодоксинредуктаза, так и адренодоксин принимают участие и в реакции, катализируемой CYP11B1. Перенос электронов на микросомный цитохром Р450 происходит с участием Р450-редуктазы (другого флавопротеина). Образовавшийся прегненолон для дальнейших превращений должен покинуть митохондрию.

Синтез кортизола
Синтезу кортизола предшествует 17α-гидроксилирование прегненолона с образованием 17α-гидроксипрегненолона под действием фермента CYP17 в гладком эндоплазматическом ретикулуме. Затем 5,6-двойная связь в 17α-гидроксипрегненолоне трансформируется в 4,5-двойную связь под действием ферментного комплекса Зβ-гидроксистероиддегидрогеназы: Δ 5,4 -оксостероидизомеразы, который также локализован в гладком эндоплазматическом ретикулуме. Альтернативная (менее значимая) реакция, протекающая в пучковой зоне, сводится к превращению прегненолона в прогестерон и далее - в 17α-гидроксипрогестерон.
Следующий этап, который опять-таки происходит в микросомах и катализируется CYP21A2, заключается в 21-гидроксилировании 17α-гидроксипрогестерона с образованием 11-дезоксикортизола. Это соединение подвергается 11β-гидроксилированию в митохондриях (CYP11B1) с образованием кортизола. В пучковой и сетчатой зонах образуются также 11-ОК, 18-гидроксидезоксикортикостерон и кортикостерон. Однако, как отмечено выше, отсутствие в этих зонах митохондриального фермента CYP11B2 исключает возможность синтеза в них альдостерона. В базальных условиях (т.е. в отсутствие стресса) скорость секреции кортизола колеблется от 8 до 25 мг (22-69 мкмоль), составляя в среднем 9,2 мг (25 мкмоль) в сутки.

Синтез андрогенов
Образование надпочечниковых андрогенов из прегненолона и прогестерона требует предварительного 17α-гидроксилирования (CYP17), которое невозможно в клубочковой зоне. Наибольшее количество андрогенов образуется в результате превращения 17α-гидроксипрегненолона в соединения с 19 углеродными атомами - ДГЭА и ДГЭА-сульфат. Микросомная 17,20-десмолаза (CYP17) отщепляет от 17α-гидроксипрегненолона его двух-углеродную боковую цепь в 17-м положении, приводя к образованию ДГЭА, который содержит кетогруппу у С 17 . ДГЭА под действием сульфокиназы превращается в ДГЭА-сульфат (реакция обратима). Другой надпочечниковый андроген, андростендион, образуется в основном из ДГЭА (под действием CYP17) и, возможно, из 17α-гидроксипрогестерона (также под действием CYP17). Андростендион может превращаться в тестостерон, хотя надпочечники секретируют минимальные количества последнего. Сами по себе надпочечниковые андрогены (ДГЭА, ДГЭА-сульфат и андростендион) обладают очень слабой андрогенной активностью, и маскулинизирующее влияние этих соединений обусловлено их периферическим превращением в более активные андрогены - тестостерон и дигидротестостерон. ДГЭА и ДГЭА-сульфат секретируются надпочечниками в больших количествах, чем андростендион, но с качественной стороны последний играет более важную роль, поскольку легче превращается на периферии в тестостерон. Недавно показано, что синтез некоторых стероидных гормонов происходит также в нервной ткани и сердце, где они действуют, по-видимому, как паракринные или аутокринные факторы. Ферменты стероидогенеза (например, Зβ-гидроксистероиддегидрогеназа и ароматаза) экспрессируются во многих тканях.

Регуляция секреции


Секреция КРГ и АКТГ
АКТГ, тропный гормон для пучковой и сетчатой зон надпочечников, является основным регулятором продукции кортизола и надпочечниковых андрогенов. Однако в регуляции этих процессов играют роль и вещества, вырабатываемые в самих надпочечниках - нейротрансмиттеры, нейропептиды и оксид азота. Секреция АКТГ, в свою очередь, регулируется ЦНС и гипоталамусом, где вырабатываются нейротрансмиттеры, кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) и аргинин-вазопрессин (АВП). Нейроэндокринный контроль секреции КРГ и АКТГ осуществляется посредством трех механизмов.

Влияние АКТГ на кору надпочечников
Уже в первые минуты после введения АКТГ увеличивается уровень стероидов в плазме. В надпочечниках возрастает синтез РНК, ДНК и белка. Хроническая стимуляция АКТГ приводит к гиперплазии и гипертрофии коры надпочечников, и наоборот - дефицит АКТГ тормозит стероидогенез и сопровождается атрофией коры надпочечников, снижением веса этих желез и содержания белка и нуклеиновых кислот в них.

АКТГ и стероидогенез
АКТГ с высоким сродством связывается со своими рецепторами на плазматической мембране клеток коры надпочечников, что приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в клетках количества цАМФ. Последний, в свою очередь, активирует внутриклеточные протеинкиназы и StAR. Возрастает активность холестеринэстеразы, тормозится синтез эфиров холестерина и увеличивается захват липопротеинов корой надпочечников. Все это ускоряет образование свободного холестерина и его взаимодействие с ферментом, отщепляющим боковую цепь (P450scc, или CYP11A1) с образованием А5-прегненолона. Эта реакция, как уже отмечалось, лимитирует скорость стероидогенеза.

{module директ4}

Нейроэндокринная регуляция
Секреция кортизола строго контролируется АКТГ, и концентрация кортизола в плазме меняется параллельно уровню АКТГ. Нейроэндокринная регуляция коры надпочечников складывается из трех механизмов: 1) регуляции эпизодической секреции и суточного ритма; 2) реакции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН) системы на стресс; 3) торможения секреции АКТГ кортизолом по механизму обратной связи.

  1. Суточный ритм. На эпизодическую секрецию кортизола накладывается суточный ритм, определяемый ЦНС, которая регулирует количество и амплитуду секреторных выбросов КРГ и АКТГ. Секреция кортизола, низкая в поздние вечерние часы, продолжает снижаться в первые часы сна. Затем она начинает увеличиваться, но после пробуждения вновь падает. На период максимальной секреции кортизола приходится примерно половина общего суточного его количества. На фоне постепенного снижения секреции кортизола в дневные часы наблюдаются пики меньшей амплитуды, связанные с приемом пищи и физической активностью. Динамика секреции кортизола может значительно различаться у разных людей и даже у одного и того же человека в зависимости от характера сна, цикла свет-темнота и сроков приемов пищи. Суточный ритм секреции меняется также при физическом (тяжелые заболевания, хирургические операции, травмы или голодание) и психологическом стрессе (страх, эндогенная депрессия, маниакальная стадия маниакально-депрессивного психоза). Он нарушается и при патологических процессах в ЦНС и гипофизе, синдроме Кушинга, изменении метаболизма кортизола, хронической почечной недостаточности и алкоголизме. Ципрогептадин, обладающий антисеротонинергическим эффектом, подавляет суточный ритм секреции кортизола, но другие лекарственные вещества обычно не меняют его.
  2. Реакция на стресс. Уровни АКТГ и кортизола в плазме повышаются уже в первые минуты хирургических операций или при падении уровня глюкозы в плазме; длительный стресс полностью устраняет суточный ритм секреции этих гормонов. Реакция на стресс начинается в ЦНС и сопровождается усиленной секрецией КРГ и АКТГ. Предварительное введение глюкокортикоидов, как и их усиленная эндогенная продукция при синдроме Кушинга, блокирует реакции АКТГ и кортизола на стресс. Напротив, после адреналэктомии реакция АКТГ на стресс усиливается. В регуляции системы ГГН принимает участие и иммунная система. Например, интерлейкин-1 (ИЛ-1) стимулирует секрецию АКТГ, а кортизол блокирует синтез ИЛ-1.
  3. Ингибирование по механизму обратной связи. Третий механизм регуляции секреции АКТГ и кортизола заключается в ингибировании их секреции глюкокортикоидами, которые по механизму отрицательной обратной связи действуют на гипоталамус и гипофиз. Этот их эффект реализуется двумя путями.

Быстрое торможение секреции АКТГ зависит от скорости повышения уровня глюкокортикоидов, но не от их дозы. Реакция возникает быстро (в первые минуты), продолжается недолго (менее 10 минут) и опосредуется, по-видимому, мембранными, а не классическими цитозольными рецепторами глюкокортикоидов. Отсроченное и более длительное подавление секреции АКТГ зависит как от времени действия глюкокортикоидов, так и от их дозы. При длительном введении глюкокортикоидов уровень АКТГ продолжает снижаться и теряет чувствительность к стимулирующим воздействиям. В конце концов это приводит к полному прекращению секреции КРГ и АКТГ и атрофии пучковой и сетчатой зон коры надпочечников. Такое подавление системы ГГН реализуется, по-видимому, через классические глюкокортикоидные рецепторы.


Влияние АКТГ на продукцию андрогенов
Продукция надпочечниковых андрогенов у взрослых людей также регулируется АКТГ. Суточный рим секреции ДГЭА и андростендиона совпадает с таковым АКТГ и кортизола. АКТГ быстро повышает уровни ДГЭА и андростендиона в плазме, а глюкокортикоиды снижают их содержание. ДГЭА-сульфат метаболизируется медленно, и поэтому его уровень в плазме на протяжении суток остается стабильным. Долгое время предполагали существование особого гипофизарного гормона, регулирующего секрецию надпочечниковых андрогенов, но это так и не было подтверждено.

Метаболизм кортизола и надпочечниковых андрогенов

В ходе своего метаболизма эти стероиды теряют активность и, образуя конъюгаты с глюкуроновой и серной кислотой, приобретают водорастворимость. Неактивные конъюгированные соединения легче выводятся с мочой. Метаболизм и конъюгирование стероидов происходит главным образом в печени; с мочой выводится 90% таких метаболитов.

Метаболизм и экскреция кортизола
До своего выведения с мочой кортизол претерпевает различные превращения. В неизмененном виде выводится менее 1% секретируемого кортизола.

Превращения в печени
Среди метаболических превращений кортизола в печени наиболее важным, с количественной точки зрения, является его необратимая инактивация под действием Δ 4 -редуктазы, которая восстанавливает 4,5-двойную связь кольца А. Продукт этой реакции, дигидрокортизол, под действием 3-гидроксистеро-иддегидрогеназы превращается в тетрагидрокортизол. Значительные количества кортизола подвергаются также действию 11β-гидроксистероиддегидро-геназы, превращаясь в биологически неактивный кортизон, из которого под влиянием упомянутых выше ферментов образуется тетрагидрокортизон. Тетрагидрокортизол и тетрагидрокортизон могут превращаться в кортоевые кислоты. Все эти превращения обусловливают экскрецию примерно равных количеств метаболитов кортизола и кортизона. В результате метаболизма кортизола и кортизона образуются также кортолы и кортолоны и (в меньшей степени) другие соединения (например, 6β-гидрокортизол).

Конъюгирование в печени
Более 95% метаболитов кортизола и кортизона образуют в печени конъюгаты с остатками глюкуроновой и серной кислот и в таком виде вновь поступают в кровь, откуда и выводятся с мочой. Количественно большее значение имеет конъюгирование с глюкуроновой кислотой (через гидро-ксильную группу в Зα-положении).

Изменения клиренса и метаболизма
На метаболизм кортизола влияют многие условия. В детском и старческом возрасте он замедлен. Хронические заболевания печени сопровождаются снижением экскреции метаболитов кортизола с мочой, хотя его концентрация в плазме остается нормальной. При гипотиреозе метаболизм кортизола замедляется, и его экскреция с мочой снижается. Для гипертиреоза характерны противоположные сдвиги. Клиренс кортизола уменьшается при голодании и нервной анорексии, а также при беременности (вследствие повышения уровня КСГ). У новорожденных в 6β-гидрокортизол превращается большее количество кортизола. То же происходит при беременности, под влиянием эстрогенов, при заболеваниях печени и других тяжелых хронических болезнях, а также под влиянием лекарственных средств, индуцирующих синтез печеночных микросомных ферментов (барбитуратов, фенитоина, митотана, аминоглутетимида и рифампицина). Физиологическое значение таких изменений невелико. Однако они сопровождаются снижением экскреции 17-гидроксикортикостероидов с мочой. Перечисленные состояния и лекарственные средства сильнее влияют на метаболизм синтетических глюкокортикоидов и, ускоряя их метаболизм и клиренс, могут сказываться на их концентрации в плазме.

Кортизол-кортизоновый шунт
Обмен натрия на калий в дистальных отделах нефрона регулируется альдостероном. Этот эффект опосредуется минералокортикоидными рецепторами почек. В условиях in vitro сродство глюкокортикоидных и минералокортикоидных рецепторов к кортизолу одинаково. Однако in vivo уже небольшие сдвиги в уровне альдостерона изменяют натрий-калиевый обмен в почках, тогда как свободный и биологически активный кортизол лишен такого эффекта, несмотря на то что его концентрация в крови намного выше концентрации альдостерона. Этот кажущийся парадокс объясняется действием внутриклеточного фермента - 11β-гидроксистероиддегидрогеназы 2-го типа (11β-HSD2), которая превращает кортизол в неактивный кортизон и тем самым предохраняет минералокортикоидные рецепторы от взаимодействия с кортизолом. Однако при очень высоком уровне кортизола в крови (например, при тяжелом синдроме Кушинга) этот защитный механизм преодолевается. Активация минералокортикоидных рецепторов кортизолом приводит к увеличению внеклеточного объема, артериальной гипертонии и гипокалиемии. Активное вещество лакрицы (глициризиновая кислота) ингибирует 11β-HSD2 и обеспечивает кортизолу свободный доступ к минералокортикоидным рецепторам почек, обусловливая гипокалиемию и повышение артериального давления. Кроме того, в некоторых тканях присутствует изофермент 11β-гидроксистероиддегидрогеназы (11β-HSD1), превращающий неактивный кортизон в кортизол. Экспрессия этого фермента в коже объясняет эффективность кортизоновых мазей. Важнее, что 11β-HSD1 экспрессируется и в печени. Таким образом, если в почках кортизол инактивируется, превращаясь в кортизон, то в печени возможен обратный процесс. Экспрессия 11β-HSD1 в жировой ткани может объяснять развитие абдоминального ожирения при метаболическом синдроме, при котором уровень кортизола в крови не повышен.

Метаболизм и экскреция надпочечниковых андрогенов
В ходе метаболизма надпочечниковых андрогенов происходит либо их распад и инактивация, либо превращение в более активные соединения - тестостерон и дигидротестостерон. В самих надпочечниках ДГЭА легко превращается в ДГЭА-сульфат, которому принадлежит первое место среди секретируемых этими железами андрогенов. В печени и почках ДГЭА также превращается в ДГЭА-сульфат или в Δ 4 -андростендион. ДГЭА-сульфат выводится почками либо в неизмененном виде, либо превращается в 7α- и 16α-гидроксилированные производные, а после восстановления в 17β-положении - в Δ 5 -андростендиол и его сульфат. Андростендион превращается либо в тестостерон, либо (после восстановления 4,5-двойной связи) в этиохоланолон или андростерон, из которых в результате восстановления в 17α-положении образуются соответственно этиохоландиол и андростендиол. В тканях-мишенях андрогенов тестостерон восстанавливается в 5β-положении, превращаясь в дигидротестостерон, который после восстанавления в Зα-положении образует андростендиол. Метаболиты андрогенов в виде глюкуронидов или сульфатов выводятся с мочой.